Почти случившиеся космические катастрофы, часть 2

Продолжаем рассказ о космических катастрофах, которые были предотвращены предусмотрительностью конструкторов ракетной техники, напряженной работой ЦУПа, решительностью и высокой подготовкой экипажей, или же простой удачей.

Союз-5

18 января 1969 года. Корабль «Союз-5» с космонавтом Борисом Волыновым возвращался на Землю после успешной миссии. Корабли «Союз-4» и «Союз-5» совершили первую советскую пилотируемую стыковку. Космонавты Елисеев и Хрунов, стартовавшие вместе с Волыновым, перешли в скафандрах в «Союз-4». Елисеев, Хрунов и стартовавший в «Союзе-4» Шаталов уже благополучно приземлились 17 января. А у Волынова возникла смертельно опасная проблема. Штатная посадка корабля «Союз» включает в себя разделение отсеков. Бытовой и приборно-агрегатный отсеки сгорают в атмосфере, а спускаемый аппарат идёт на посадку.

Однако приборно-агрегатный отсек (ПАО) не захотел отделяться. Его вес изменил баланс связанных отсеков, и, вместо того, чтобы входить в атмосферу теплозащитным щитом вперед, «Союз-5» летел «вверх тормашками»:

Слой теплозащиты покрывает всю поверхность спускаемого аппарата «Союз», но он неравномерный, и тонкий слой на верхней части может обеспечить защиту только на короткое время. Кабина начала наполняться гарью — металл люка начал плавиться, стала тлеть резиновая прокладка. Что делал Волынов? Ожидая неминуемую гибель и не имея возможности что-либо сделать, он лихорадочно заполнял бортжурнал и надиктовывал происходящее на бортовой магнитофон — чтобы эта информация помогла в расследовании катастрофы и спасла тех космонавтов, которые полетят после него. К счастью, катастрофы не случилось. Предосторожность конструкторов оказалась достаточной. Слоя теплозащиты хватило до того момента, когда ПАО обгорел настолько, чтобы отвалиться самостоятельно. Однако проблемы не кончились. Спускаемый аппарат (СА) стал вращаться. Инерция вращения могла нарушить раскрытие парашюта. Перед Волыновым замаячила судьба Комарова, погибшего на «Союзе-1» из-за отказа парашютной системы. Вот как он сам описывает происходившее:

На высоте 80–90 км СА, отделившись от ПАО, начал «кувыркаться», а потом постепенно перешел на вращение вокруг продольной оси. На высоте 10 км сработала парашютная система. После выхода основного купола стропы парашюта начали закручиваться в жгут. Затем произошла резкая остановка вращения СА, и раздался скрежет металла. Это скрипели серьги, к которым крепятся стренги парашюта. К счастью, парашют не «сложился», и СА начал вращаться в обратную сторону, и так он вращался до самой Земли. Поэтому приземление было чрезвычайно жестким. Удар пришелся на плечи и затылок и оказался такой силы, что у меня произошел перелом корней зубов верхней челюсти, но жив остался… Спас ложемент. Затем я открыл люк, так как от гари было трудно дышать. На меня посыпалась зола, в которую превратилась уплотнительная резина, а на крышке люка образовалась «шапка» из вспенившейся жаропрочной стали...

И даже после посадки приключения не кончились — перед торжественной встречей террорист, решивший совершить покушение на Брежнева, перепутал машины и открыл стрельбу по космонавтам, выпустив полные обоймы из двух пистолетов. Погиб водитель, был ранен сотрудник КГБ на мотоцикле, и одна из пуль задела шинель Леонова, который ехал во второй машине.

Apollo 12

Заставил понервничать наземные службы полёт «Аполлона-12». Дело в том, что на участке выведения ракету-носитель дважды ударила молния. С переполохом, который учинила на борту аварийная сигнализация, благодаря квалификации ЦУПа и астронавтов, справились быстро, и миссия не была аварийно завершена. Но над астронавтами нависла гораздо более страшная опасность — разряд молнии мог сжечь пировыбрасыватели парашютов, и в процессе посадки парашюты бы просто не открылись. Проверить пировыбрасыватели астронавты не могли, твердой уверенности в отказе не было, да и спасти астронавтов было никак невозможно. Поэтому ЦУП, даже не сообщив астронавтам об этой опасности, продолжил миссию. Страхи не оправдались — парашюты открылись нормально, но, думаю, у кого-то в Хьюстоне прибавилось седых волос.

Apollo 13

А про «Аполлон-13» есть отдельная публикация с довольно подробным рассказом.

Apollo 15

7 августа 1971 года. Экипаж «Аполлона-15» возвращается на Землю. Позади очень успешная миссия с пребыванием на Луне в течение трёх суток и поездками на первом лунном «автомобиле». На высоте 7200 м начинает работать парашютная система — сбрасывается крышка парашютного отсека, вводятся два тормозных парашюта, а, спустя двадцать секунд, три основных. Все три парашюта раскрываются нормально. Следующая операция — сброс остатков токсичного топлива системы управляемого спуска. Дренируемые тетраоксид азота и гидразин каким-то образом повреждают три из шести строп одного из парашютов. Парашют схлопывается:

Тут-то и пригодилась предусмотрительность конструкторов. Дело в том, что парашюты «Аполлона» рассчитаны с запасом — и для нормальной посадки хватает двух из них. Астронавты всего лишь приводнились на скорости чуть больше обычной. Если бы компоненты топлива пережгли два парашюта из трёх, то только тогда целостность корабля и жизни астронавтов оказались бы под угрозой.

Союз-15

Полёт «Союза-15» чуть не привёл к первому космическому «ДТП». В процессе сближения со станцией система автоматической стыковки «Игла» восприняла расстояние до станции в 350 метров как 20 километров и дала разгонный импульс на более быстрое сближение. Скорость сближения выросла до 20 м/с (72 км/ч!) при допустимой в 0,3 м/с. От столкновения спасла только допустимая при «двадцатикилометровом» расстоянии боковая скорость — «Союз» пролетел мимо станции на расстоянии 40 м. Экипаж не сообразил, что происходит и никак не вмешался в управление. Работающая «Игла» после пролёта станции развернула корабль и повторила смертельно опасный маневр ещё два раза. В итоге в ненормальности ситуации первым разобрался ЦУП. «Иглу» выключили, но на ручное сближение и стыковку уже не хватало топлива. Ранние «Союзы» имели очень небольшой запас топлива для сближения и стыковки, что несколько раз приводило к срыву программы полёта.
После полёта в комиссии, расследующей инцидент, возник конфликт — разработчики системы управления винили подготовку космонавтов («ситуация очевидно была ненормальной, почему они не вмешались?»), методисты ЦПК защищались («вы нам не давали этого отказа и признаков его распознавания»). Сейчас, с высоты послезнания, видно, что в этом происшествии виноваты обе стороны. Разработчики системы управления слишком верили в свою систему, чтобы тщательно анализировать возможные отказы. Методисты ЦПК тоже, похоже, сильно верили в автоматику, потому что не прорабатывали возможные проблемы по своей инициативе. После подобного происшествия с «Союзом-23» проблема качества экипажей встала сильнее, были приняты меры, уже в 1980 году на «Союзе-Т-2» отказ системы автоматической стыковки не сорвал программу полёта, а в 1982 году на «Союзе-Т-6» космонавты вмешались в управление практически сразу после отказа автоматики, продемонстрировав отличную подготовку.

Союз-18-1, он же Союз-18А

5 апреля 1975 года. К орбитальной станции «Салют-4» стартует корабль, который должен получить наименование «Союз-18», с космонавтами Василием Лазаревым и Олегом Макаровым. Неприятности начинаются на участке разделения второй и третьей ступеней. На 289 секунде полёта дается команда на выключение двигателя второй ступени. Из-за отказа реле одновременно с этой командой выдается команда на сброс хвостового отсека третьей ступени, но только на три замка из шести. Двигатели третьей ступени уже набирали тягу, эта тяга сломала оставшиеся замки, и хвостовой отсек наконец отделился:

Ненормальный процесс разделения ступеней привел к угловым возмущениям — ступень с кораблем стала вращаться со скоростью 20°/с и отклоняться по двум другим осям со скоростью 5°/с. На 295 секунде угловые возмущения стали несовместимы с нормальным продолжением полёта, автоматика системы управления сформировала команду «Авария ракеты-носителя» и занялась спасением жизней космонавтов. Корабль отделился от третьей ступени, разделился на отсеки, спускаемый аппарат развернулся теплозащитным щитом вперед и перешёл в режим посадки. Проявилась вторая проблема — система управляемого спуска за время аварии «потеряла» положение правильного верха и низа, и, вместо того, чтобы уменьшать перегрузку, продлевая процесс торможения, перевернула СА, «зарывая» его в атмосферу ещё сильнее:

В результате перегрузка достигла опасных для жизни 21,3 g (при максимуме в аварийных ситуациях в 15 g). Спустя 21 минуту после старта корабль приземлился в Рудном Алтае, пролетев от старта 1574 км. Вспоминает космонавт Олег Макаров:

Старт ракеты прошел нормально, летим, ждем включения третьей ступени. Но… неожиданно двигатель смолк. Взвыла сирена, загорелся транспарант «Авария РН», машина резко крутанулась, и по кабине метнулся «солнечный зайчик». В первые мгновения мы даже и не поняли, что случилось. Через несколько секунд стало ясно, что произошел какой-то отказ в ракете, и автоматика отделила наш корабль от нее.
Попытались связаться с Землей, но радиосвязи не было. При последующем анализе выяснилось, что радиосвязь была односторонней: Земля нас слышала хорошо, и П.И.Климук кричал в микрофон, вызывая нас, но мы его не слышали. Мы попытались сообразить, куда же приземлимся. Больше всего волновало то, что мы могли попасть на территорию Китая, ведь тогда у нас с этой страной были натянутые отношения. Наступило тягучее ожидание…
Пока выясняли место посадки, невесомость прекратилась, и наступила перегрузка. Мы не предполагали, что она будет такой большой. Известно, что человеку становится невыносимо тяжело при 10-кратной перегрузке, а у нас она была гораздо больше. Стало «уходить»
зрение: сначала оно перешло в черно-белый цвет, а потом стал сужаться угол зрения. Мы находились в предобморочном состоянии, но все же сознание не теряли. Пока перегрузка давит, думаешь только о том, что надо ей сопротивляться, и мы сопротивлялись как могли. При такой огромной перегрузке, когда невыносимо тяжело, рекомендуется кричать, и мы кричали изо всех сил, хотя похоже это было на сдавленный хрип.
Через несколько минут перегрузка стала медленно спадать. Первым делом немного отдышались и стали приходить в себя. В это время сработала парашютная система. Приземлились, спускаемый аппарат немного покачался и остановился. Мы вылезли наружу и обнаружили, что находимся на склоне горы, покрытой снегом глубиной полтора метра. Менее получаса назад мы улетели с Байконура, там было +25°С, а теперь оказались в горах при минусовой температуре. Развели костер – согрелись. Вскоре появился поисковый самолет. Мы залезли в спускаемый аппарат и установили с ним радиосвязь. На наш вопрос, где мы находимся, нам сообщили, что мы приземлились в Советском Союзе на Алтае.
Эвакуировать нас смогли только на следующий день. Всю ночь мы не спали и сидели у костра, обсуждая наш аварийный полет. Вот тогда мне подумалось о том, какие же молодцы те люди, которые предвидели эту аварийную ситуацию. В нештатных условиях все автоматические системы корабля сработали четко и так, как надо. Это было похоже на сказку: благодаря людям, в большинстве для нас незнакомым, мы благополучно «вернулись с того света». Это было потрясающее чувство какого-то
чуда. В ту ночь мы с Василием Лазаревым договорились о том, что впредь этот день будем отмечать как наш второй день рождения…

После этого полёта алгоритм работы системы управляемого спуска изменили — теперь в случае аварии спускаемый аппарат начинал равномерно вращаться, совершая баллистический спуск, что избавляло от воздействия ошибок ориентации.

Союз-Аполлон

Чуть не закончилась трагедией американская часть полёта «Союз-Аполлон». Проблема снова возникла на участке посадки и дренажа остатков топлива. Теперь из-за неправильно выставленного переключателя токсичный тетраоксид азота стал поступать в кабину «Аполлона». Астронавт Вэнс Бранд потерял сознание. Та же участь грозила и двум оставшимся астронавтам. Но Томас Стаффорд уже доставал аварийные кислородные маски. Надев одну из них, он быстро передал маску Дику Слейтону и надел её на Бранда. Астронавты получили 0,3 промилле азотного тетраоксида при смертельной дозе 0,4 промилле и пролежали две недели в госпитале.

Союз-23

Экспедиция «Союз-23» (экипаж Вячеслав Зудов и Валерий Рождественский) к орбитальной станции «Салют-5» сполна хлебнула чистого невезения. 15 сентября 1976 года, на вторые сутки полёта, на участке дальнего сближения стала ненормально работать автоматическая система стыковки. Появились непонятные колебания («флюктуации») сигнала, которые система управления восприняла как отклонения корабля от траектории сближения, и стала активно маневрировать. Включение двигателей причаливания и ориентации приводило к реальным отклонениям траектории, которые система гасила новыми импульсами, растрачивая впустую драгоценное топливо. А его, как мы помним, на ранних «Союзах» было очень мало. Экипаж не распознал проблемы и не отреагировал на ненормальные маневры корабля. С анализом ситуации быстрее всего справился ЦУП — стыковку отменили. Пришлось возвращаться на Землю «не солоно хлебавши». И вот тут поджидала настоящая опасность.
Ночная посадка, как и в случае с «Союз-15», прошла штатно, но закончилась феноменальным по невезению попаданием в озеро Тенгиз. Ночь, пурга, и посадка на лёд озера! Солёная вода озера замыкает контакты, и, после отстрела основного парашюта, раскрывается запасной. Спускаемый аппарат из-за парашюта ложится набок. Антенны оказываются под водой, с вертолётов спасателей кажется, что «Союз» утонул. Реальность не сильно лучше — крен СА привёл к тому, что дыхательные клапаны оказались под снегом и водой, и дышать можно только внутренним воздухом. Спасатели нашли корабль, но к этому времени стали заканчиваться регенерационные патроны, восстанавливающие кислород из углекислоты.

Спускаемый аппарат «Союза-23» в воде. Рядом в резиновой лодке спасатель Николай Чернавский, который, в одиночку, мог оказать только моральную поддержку космонавтам.

Экипаж стал испытывать кислородное голодание. А метель не позволяла использовать вертолёты. К утру погода улучшилась, но действовать надо было очень быстро — один из космонавтов уже потерял сознание. В нарушение всех инструкций, с риском разбить вертолёт, спасатели стали буксировать «Союз» с волочащимся сзади парашютом:

Вспоминает спасатель Иосиф Давыдов:

Незадолго до полета в Феодосии проводились испытания по буксировке спускаемого аппарата с экипажем на борту вертолетами и катерами. Отработали методики, определили режимы буксировки с тем, чтобы люк не выбило напором воды, и экипаж не утонул. Я участвовал в этих испытаниях, и теперь мне было понятно, что спасти экипаж «Союза» можно только методом буксировки. Но эти рекомендации по результатам испытаний еще не были внесены в действующие инструкции спасателей, и нарушение их при неблагоприятных обстоятельствах могло довести до суда и тюрьмы.
Времени на раздумье и согласования с руководством полета не было.
Я предложил Николаю Кондратьеву начать буксировку:
— Инструкцией запрещено! — парировал Кондратьев.
— Ну, и что, будем ждать пока они задохнутся? Коля, там наши товарищи! Неужели, выполняя инструкции, мы дождемся их гибели, — убеждал я. — Будем держать скорость семь километров и все будет нормально, я проверял.
— А ты думаешь долго можно лететь с такой скоростью? Двигатели перегреются! Сами гробанемся! — говорил Кондратьев, продолжая удерживать вертолет над спускаемым аппаратом.
— Так что? Будем ждать пока они задохнутся? Прощения нам с тобой, Коля, не будет!
— Борттехник, врач, вы свидетели, представитель Центра подготовки космонавтов мне приказывает буксировать аппарат.
— Если бы я мог тебе приказать! Я тебя прошу, умоляю! Ты командир и только ты, к сожалению, можешь принимать окончательное решение. А ответственность я готов с тобой поделить. И в присутствии экипажа повторяю, что настаиваю на буксировке — другого решения нет. Либо жизнь, либо смерть.
Кондратьев перевел вертолет из режима висения в режим медленного движения вперед. В распахнутую дверь я наблюдал, как спускаемый аппарат выбрался из ледяной горько-соленой жижи и пополз за вертолетом. Метров двести аппарат двигался, сбрасывая с себя ледяную корку. Кондратьев в напряжении смотрел за прибором скорости, выдерживая названную мной скорость — семь километров. Он периодически выглядывал в полураскрытую шторку кабины. И хотя в нее врывался холодный воздух, на лице Кондратьева от напряжения выступили капельки пота. И вдруг непредвиденное. Было ощущение, как будто вертолет ударился обо что-то вязкое, и его бросило вниз ко льду озера. Кондратьев не растерялся, среагировал, удержал вертолет от падения. Какая-то неведомая сила тащила его назад, ко льду полузамерзшего озера. Этой неведомой и огромной силой, едва не погубившей нас, оказался шестисотметровый купол запасного парашюта, который, выскочив из контейнера ночью, опрокинул спускаемый аппарат и нарушил центровку, а теперь, выбравшись из воды на поверхность, порывом ветра наполнился и дернул нас к поверхности озера. Только опыт и мгновенная реакция Кондратьева спасли нас от катастрофы.
Вертолет напрягся, преодолевая страшную силу наполненного купола парашюта. Кондратьев продолжал пилотировать машину и буксировать аппарат с парашютом. Он не смалодушничал. Не приказал обрубить буксировочный капроновый фал, хотя это было бы оправдано в данной ситуации.

Спасатели успели. Корабль отбуксировали к берегу и успели извлечь бледных до синевы, но живых космонавтов. По иронии судьбы экипаж «Союза-23» был дублёрами «Союза-15», который тоже не смог состыковаться с орбитальной станцией и садился ночью. А Валерий Рождественский был единственным моряком-водолазом из набора космонавтов.
Невезение «Союза-23» оказалось единственным на сегодняшний день приводнением пилотируемых «Союзов». Но все экипажи, вместе со спасателями, проходят тренировки на случай аварийного приводнения — даже к маловероятной ситуации надо быть готовым!

Союз-33

Слева Николай Рукавишников, справа Георгий Иванов.

10 апреля 1979 года. С космодрома «Байконур» стартует четвертый полёт по программе «Интеркосмос» с первым болгарским космонавтом (у которого из не очень здорового требования к благозвучности поменяли фамилию). Полёт идёт хорошо до этапа сближения. Сближающе-корректирующий двигатель (СКД) вместо 6 секунд дает импульс только в три секунды, и после этого почему-то отключается система сближения и стыковки. «Союз-33» и станция «Салют-6» расходятся на расстоянии нескольких метров. ЦУП разрешает перезапустить «Иглу» и повторить попытку стыковки. Двигатель снова ведет себя ненормально — запускается с ощутимыми вибрациями и тут же выключается. Экипаж «Салюта-6» докладывает, что видит ненормальное боковое свечение в приборно-агрегатном отсеке «Союза». В головах персонала ЦУПа и космонавтов всплывает книга и фильм Мартина Кейдина «В плену орбиты» — это первый отказ маршевого двигателя космического корабля в истории пилотируемой космонавтики! Возникает проблема возврата домой. К счастью, у «Союза» есть множество вариантов:

1. Вернуться на дублирующем корректирующем двигателе (ДКД), который стоит специально для таких случаев.
2. Использовать маломощные двигатели причаливания и ориентации (ДПО), которые применяются для стыковки.
3. Пытаться выжать хоть какой-то импульс из не до конца отказавшего СКД.
4. Пытаться подвести не корабль к станции, а станцию к кораблю (у «Салюта» были свои двигатели) и уже затем стыковаться на ДПО. Космонавты могут провести месяц-два на станции и попытаться починить корабль или же дождаться нового корабля (от следующей плановой экспедиции), который теоретически можно подготовить более быстро.

Выбирается самый простой и безопасный — торможение на ДКД. Он тоже преподнёс сюрприз — отказался выключаться в расчетную секунду. Перед космонавтами повис вопрос — выключать? А если двигатель даёт импульс ниже расчетного, и умная автоматика пытается это компенсировать, заставляя его работать дольше расчетного? ДКД однократного включения, снова его не включишь. А решать надо быстро! Рукавишников даёт ДКД проработать лишние 25 секунд и выключает двигатель. Доклад в ЦУП — «земля» почему-то молчит. Ещё несколько томительных минут. Наконец, ЦУП отвечает, а спустя двадцать пять минут натягивается нить игрушки — «индикатора невесомости». Корабль входит в атмосферу. После таких переживаний тот факт, что более крутая траектория входа (ДКД всё-таки работал дольше нужного) приводит к баллистическому спуску с перегрузкой 10 g вместо штатного управляемого спуска с 4-5 g, воспринимается как нечто не очень серьезное.
А экипаж «Союза-32», который уже находится на станции с двигателем той же серии, что и отказавший на «Союзе-33», дожидается нового «Союза-34» с тщательно перебранным новым двигателем и благополучно возвращается на Землю. А «Союз-32» садится в беспилотном варианте, не испытывая никаких проблем с двигателем.

А дальше?

А о событиях после 1979 года будет следующая часть.

Список использованных источников

Кроме Википедии использовались:

1. Черток Борис Евсеевич, «Ракеты и люди» в 4 книгах.
2. Каманин Николай Петрович, «Скрытый космос», дневники в 4 книгах.
3. «When We Left Earth», Discovery Channel, сериал, 2008.
4. Энциклопедия «Мировая пилотируемая космонавтика: История. Техника. Люди» под ред. Ю.М. Батурина.
5. Давыдов Иосиф, «Триумф и трагедия советской космонавтики. Глазами испытателя»

Для навигации: серия «космические катастрофы и происшествия».

Источник: habrahabr.ru/post/239209/